8051单片机定时器编程：精准计时，掌控时间流逝，把握程序节奏

 # 1. 8051单片机定时器概述 8051单片机内置了两个16位定时器/计数器，分别称为定时器0和定时器1。定时器可以用于产生周期性信号、捕获外部信号、实现按键消抖、长周期计时和PWM输出等功能。 定时器由寄存器和控制位组成。TMOD寄存器用于选择定时器的模式和时钟源，TLx和THx寄存器用于存储定时器的当前值。定时器具有多种模式，包括定时器模式、计数器模式和捕获模式。定时器还可以通过中断的方式与单片机其他模块进行交互。 # 2. 8051单片机定时器编程基础 ### 2.1 定时器寄存器和控制位 #### 2.1.1 TMOD寄存器 TMOD寄存器是8051单片机定时器模式控制寄存器，用于设置定时器的操作模式和时钟源。其结构如下： ``` TMOD = [GATE | C/T | M1 | M0 | 0 | 0 | 0 | 0] ``` | 字段 | 描述 | |---|---| | GATE | 门控位，用于控制定时器是否启动或停止 | | C/T | 计数器/定时器选择位，用于选择定时器工作在计数器模式还是定时器模式 | | M1、M0 | 定时器模式选择位，用于选择定时器的具体工作模式 | #### 2.1.2 TLx和THx寄存器 TLx和THx寄存器是8051单片机定时器的16位计数寄存器，用于存储定时器的当前计数值。TLx寄存器存储低8位计数值，THx寄存器存储高8位计数值。 ### 2.2 定时器模式和时钟源 #### 2.2.1 定时器模式选择 8051单片机定时器共有4种工作模式，由TMOD寄存器的M1和M0位选择： | M1 | M0 | 模式 | 描述 | |---|---|---|---| | 0 | 0 | 模式0 | 13位定时器 | | 0 | 1 | 模式1 | 16位定时器 | | 1 | 0 | 模式2 | 8位自动重装定时器 | | 1 | 1 | 模式3 | 8位手动重装定时器 | #### 2.2.2 时钟源选择 8051单片机定时器的时钟源可以由内部时钟或外部时钟提供，由TMOD寄存器的GATE位选择： | GATE | 时钟源 | |---|---| | 0 | 内部时钟 | | 1 | 外部时钟 | ### 2.3 定时器中断处理 #### 2.3.1 定时器中断源 8051单片机定时器中断源有两种： * 定时器溢出中断：当定时器的计数值溢出时产生中断。 * 定时器捕获中断：当定时器捕获外部信号时产生中断。 #### 2.3.2 定时器中断服务程序 定时器中断服务程序是响应定时器中断而执行的代码段。其结构如下： ``` 定时器中断服务程序： ; 保存当前寄存器值 ; 处理定时器中断 ; 恢复寄存器值 ; 返回 ``` # 3.1 定时器中断应用 #### 3.1.1 定时器中断产生周期性信号 **原理：** 定时器中断应用是利用定时器产生的周期性中断来实现特定的功能。通过设置定时器的工作模式和中断源，当定时器达到预设值时，会触发中断请求，从而执行中断服务程序。 **操作步骤：** 1. 设置定时器模式：选择合适的定时器模式，如模式1或模式2。 2. 设置时钟源：选择合适的时钟源，如系统时钟或外部时钟。 3. 设置定时器初值：将定时器初值加载到TLx和THx寄存器中